La calcopirita ( / ˌ k æ l . K ə p aɪ ˌ r aɪ t , - k oʊ - / [6] [7] KAL -kə- PY -ryte, -koh- ) es un cobre hierro mineral de sulfuro y la mineral de cobre más abundante. Tiene la fórmula química CuFeS 2 y cristaliza en el sistema tetragonal . Tiene un color cobrizo a amarillo dorado y una dureza de 3,5 a 4 en laEscala de Mohs . Su racha es diagnóstica como verde teñida de negro.
Calcopirita | |
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General | |
Categoría | Mineral de sulfuro |
Fórmula (unidad de repetición) | CuFeS 2 |
Clasificación de Strunz | 2.CB.10a |
Sistema de cristal | Tetragonal |
Clase de cristal | Escalenoédrico ( 4 2m) Símbolo HM : ( 4 2m) |
Grupo espacial | Yo 4 2d |
Celda unitaria | a = 5,289 Å, c = 10,423 Å; Z = 4 |
Identificación | |
Masa de fórmula | 183,54 g / mol |
Color | Amarillo latón, puede tener un deslustre violáceo iridiscente. |
Hábito de cristal | Predomina el esfenoides y se asemeja a un tetraedro, por lo general masivo y, a veces, botrioidal. |
Hermanamiento | Gemelos de penetración |
Escote | Indistinto en {011} |
Fractura | Irregular a desigual |
Tenacidad | Frágil |
Escala de Mohs de dureza | 3,5 |
Lustre | Metálico |
Racha | Negro verdoso |
Diafanidad | Opaco |
Gravedad específica | 4.1 - 4.3 |
Propiedades ópticas | Opaco |
Solubilidad | Soluble en HNO 3 |
Otras características | magnético en calefacción |
Referencias | [1] [2] [3] [4] [5] |
Al exponerse al aire, la calcopirita se empaña a una variedad de óxidos, hidróxidos y sulfatos. Los minerales de cobre asociados incluyen los sulfuros bornita (Cu 5 FeS 4 ), calcocita (Cu 2 S), covellita (CuS), digenita (Cu 9 S 5 ); carbonatos como malaquita y azurita , y raramente óxidos como cuprita (Cu 2 O). Rara vez se encuentra asociado con el cobre nativo . La calcopirita es un conductor de electricidad.
Etimología
El nombre calcopirita proviene de las palabras griegas chalkos , que significa cobre, y pirita , que significa encender fuego. [8] Históricamente, a veces se lo denomina "cobre amarillo". [9]
Identificación
La calcopirita a menudo se confunde con la pirita y el oro, ya que estos tres minerales tienen un color amarillento y un brillo metálico. Algunas características minerales importantes que ayudan a distinguir estos minerales son la dureza y la veta. La calcopirita es mucho más suave que la pirita y se puede rayar con un cuchillo, mientras que la pirita no se puede rayar con un cuchillo. [10] Sin embargo, la calcopirita es más dura que el oro, que, si es puro, puede rayarse con el cobre . [11] La calcopirita tiene una raya negra distintiva con manchas verdes. La pirita tiene una raya negra y el oro tiene una raya amarilla. [12]
Química
La calcopirita natural no tiene una serie de solución sólida con ningún otro mineral de sulfuro. Existe una sustitución limitada de Zn por Cu a pesar de que la calcopirita tiene la misma estructura cristalina que la esfalerita .
Se pueden medir cantidades menores de elementos como Ag, Au, Cd, Co, Ni, Pb, Sn y Zn (a niveles de partes por millón), probablemente sustituyendo Cu y Fe. El selenio, Bi, Te y As pueden sustituir al azufre en cantidades menores. [13] La calcopirita se puede oxidar para formar malaquita, azurita y cuprita. [14]
Paragénesis
La calcopirita está presente en muchos entornos que contienen minerales a través de una variedad de procesos de formación de minerales .
La calcopirita está presente en depósitos de minerales de sulfuros masivos volcanogénicos y depósitos de exhalación sedimentarios , formados por la deposición de cobre durante la circulación hidrotermal . La calcopirita se concentra en este entorno a través del transporte de fluidos.
Los depósitos de mineral de cobre de pórfido se forman por la concentración de cobre dentro de una reserva de granito durante el ascenso y cristalización de un magma. La calcopirita en este ambiente se produce por concentración dentro de un sistema magmático .
La calcopirita es un mineral accesorio en los depósitos de mineral de níquel komatiitic tipo Kambalda , formado a partir de un líquido de sulfuro inmiscible en lavas ultramáficas saturadas de sulfuro. En este entorno, la calcopirita está formada por un líquido de sulfuro que separa el cobre de un líquido de silicato inmiscible.
La calcopirita ha sido el mineral de cobre más importante desde la Edad del Bronce. [15]
Ocurrencia
Aunque la calcopirita no contiene la mayor cantidad de cobre en su estructura en relación con otros minerales, es el mineral de cobre más importante ya que se puede encontrar en muchas localidades. El mineral de calcopirita se encuentra en una variedad de tipos de mineral , desde grandes masas como en Timmins, Ontario , hasta vetas irregulares y diseminaciones asociadas con intrusivos graníticos a dioríticos como en los depósitos de pórfido de cobre de Broken Hill , la cordillera americana y los Andes . El depósito más grande de calcopirita casi pura jamás descubierto en Canadá se encontraba en el extremo sur del cinturón de piedra verde de Temagami, donde la mina Copperfields extraía el cobre de alta ley. [dieciséis]
La calcopirita está presente en el depósito supergigante Olympic Dam Cu-Au-U en Australia del Sur .
La calcopirita también se puede encontrar en vetas de carbón asociadas con nódulos de pirita y como diseminación en rocas sedimentarias carbonatadas.
Estructura
La calcopirita es un miembro del sistema de cristal tetragonal. Cristalográficamente, la estructura de la calcopirita está estrechamente relacionada con la de la mezcla de zinc ZnS ( esfalerita ). La celda unitaria es dos veces más grande, lo que refleja una alternancia de iones Cu + y Fe 3+ que reemplazan a los iones Zn 2+ en las celdas adyacentes. En contraste con la estructura de la pirita , la calcopirita tiene aniones de sulfuro S 2− simples en lugar de pares de disulfuro. Otra diferencia es que el catión de hierro no es Fe (II) diamagnético de bajo espín como en la pirita.
En la estructura cristalina, cada ión metálico está coordinado tetraédricamente con 4 aniones de azufre. Cada anión de azufre está unido a dos átomos de cobre y dos átomos de hierro.
Extracción de cobre
El cobre metálico se puede extraer del tostado al aire libre de una mezcla de calcopirita y arena de sílice , como se muestra en la siguiente reacción [ cita requerida ] :
- 2 cuFeS
2(s) + 5 O
2(g) + 2 SiO
2(s) ⇌ 2Cu (l) + 4 SO
2(g) + 2 FeSiO
3 (l)
Aunque tostado parcialmente produce Cu
2S y FeO .
Ver también
- Clasificación de minerales
- Lista de minerales
- Kesterita
Referencias
- ^ Klein, Cornelis y Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual de mineralogía, Wiley, 20a ed., 1985, págs. 277-278 ISBN 0-471-80580-7
- ↑ Palache , C., H. Berman y C. Frondel (1944) Sistema de mineralogía de Dana, (séptima edición), v. I, 219-224
- ^ Calcopirita en Mindat.org
- ^ Datos de calcopirita en Webmineral.com
- ^ Calcopirita en el Manual de Mineralogía
- ^ "Calcopirita" . Diccionario de Oxford Dictionaries del Reino Unido . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 21 de enero de 2016 .
- ^ "Calcopirita" . Diccionario Merriam-Webster . Consultado el 21 de enero de 2016 .
- ^ "Calcopirita" . www.esci.umn.edu . Minerales Universidad de Minnesota . Consultado el 20 de diciembre de 2019 .
- ^ Museo, Nacional de los Estados Unidos (1885). Boletín . Oficina de Imprenta del Gobierno de EE. UU.
- ^ "Prueba de dureza de Mohs" . www.oakton.edu . Consultado el 20 de diciembre de 2019 .
- ^ "Dureza". Minerales de la Tierra . learnbps.bismarckschools.org . Consultado el 20 de diciembre de 2019 .
- ^ "Oro de los tontos y oro real: cómo diferenciar" . geology.com . Consultado el 20 de diciembre de 2019 .
- ^ Atrévete, Sarah AS; Barnes, Sarah-Jane; Prichard, Hazel M .; Fisher, Peter C. (2011). "Concentraciones de elementos calcófilos y del grupo del platino (PGE) en los minerales de sulfuro del depósito McCreedy East, Sudbury, Canadá, y el origen de PGE en la pirita". Mineralium Deposita . 46 (4): 381–407. doi : 10.1007 / s00126-011-0336-9 . S2CID 129382712 .
- ^ "Calcopirita" . www.esci.umn.edu . Minerales Universidad de Minnesota . Consultado el 20 de diciembre de 2019 .
- ^ "Calcopirita" . Departamento de Geología . Universidad de Minnesota . Consultado el 18 de febrero de 2021 .
- ^ Barnes, Michael (2008). Más que oro gratis . Renfrew, Ontario : Editorial General Store. pag. 31. ISBN 978-1-897113-90-5. Consultado el 2 de agosto de 2015 .